Больше всего сказок о наилучших принципах работы источника бесперебойного питания распространено продавцами. Нормативные документы, такие, как европейские стандарты EN50091-1 и EN50091-2 не дают определений системы работы источников бесперебойного питания. Нормируются основные свойства, при соблюдении которых прибор будет соответствовать стандарту, выбранному ранее. Выходит, определение и классификация принципов работы источника бесперебойного питания, предложенная изготовителем или дистрибьютором вряд ли сможет послужить критерием для выбора того или иного устройства. Все выпускаемые в мире источники бесперебойного питания по архитектуре построения можно разделить на 2 вида: 

• Off-Line – резервные источники;
• On-Line – источники с двойным преобразованием.

Интерактивные источники (Line-Interactive). Видом Off-Line источников бесперебойного питания являются интерактивные источники бесперебойного питания. Они получили большое распространение. Отличительными признаками этих моделей являются:

• фильтры.
• входной переключатель.
• стабилизатор напряжений.
• автотрансформатор.

В таких моделях модифицирован инвертор и больше развит процессор управления. Инвертор, вместо ступенчатого, делает напряжение синусоидальной формы sin(x). Наиболее совершенные модели могут корректировать амплитуду, форму и вид выходного напряжения. Также может устанавливаться разделительный трансформатор, который осуществляет гальваническую развязку нагрузки от сети. Функция переключения обмоток автотрансформатора смогла увеличить диапазон входного напряжения источников бесперебойного питания до 165,…,275 В (функция переключения – это увеличение пониженного напряжения (+40В) и уменьшение повышенного (-40В) путём переключения обмоток автотрансформатора). Интерактивные источники могут иметь 2 режима - это стандартный и режим переключения. В них может применяться реверсивный инвертор, который работает в «горячем» резерве. Все эти нововведения увеличивают стоимость источников бесперебойного питания, но суть его остается та же – это то, что в нормальном режиме ваша нагрузка подключена к сети.

Плюсы:

• простота исполнения.
• низкие эксплуатационные расходы.
• малый вес.
• малая стоимость.
• высокий КПД..

Минусы:

• инвертор не рассчитан на длительную работу.
• псевдосинусоидальный выход (без Line-Interactive).
• не рассчитан на работу с большими мощностями.
• фиксированное, малое окно»по входному напряжению.
• неустойчивая работа в нестабильных сетях; как правило, отсутствие возможности существенно увеличить время автономной работы за счет дополнительных батарей.
• отсутствие возможности улучшения параметров входного напряжения (кроме Line-Interactive).
• не работают в условиях ухода частоты сетевого напряжения и от дизель-генератора.
• отличное от нуля время переключения на батареи в случае аварии.
• слабые возможности управления мощностью и нагрузкой.

При выборе источника бесперебойного питания отличительным признаком Off-Line режима - равенство допусков на входную и выходную частоту питающего напряжения. Если допуск по частоте на входе источника бесперебойного питания такой же, как и на выходе ,то нагрузка подключена непосредственно к сети. ИБП с двойным преобразованием (on-line) On-Line системы - это системы, генерирующие собственное, постоянное по амплитуде и частоте, синусоидальное напряжение. Функционируют они согласно принципу двойного преобразования напряжения: переменное - постоянное - переменное Напряжение на входе от сети переменного тока идет на выпрямитель, на котором напряжение преобразуется в напряжение постоянного тока. Это напряжение снабжает инвертор, а часть поступающей энергии применяется для зарядки аккумуляторов. Инвертор, функционирующий беспрерывно, генерирует константное напряжение. Его параметры никоим образом не пересекаются с параметрами входного.

ИБП архитектуры On-Line допускает:

• убрать амплитудные и частотные неточности;
• функционировать в слабых и нестабильных сетях;
• эффективно подавлять импульсные помехи.

При временном отсутствии напряжения на входе осуществляется переход на подпитку инвертора от аккумуляторов с отсутствием времени переключения без резкого скачка амплитуды и фазы напряжения на выходе. В итоге, On-Line ИБП является станцией эталонного синусоидального напряжения. Форма напряжения на выходе питается непосредственно самим источником и никак не связана с формой напряжения в общей сети или сети общего назначения. Согласно, минимум, двойному преобразованию создается высокая изоляция напряжения на выходе, появляющаяся благодаря влиянию внешней сети и наоборот, что важно для защиты информационного материала от доступа, который является несанкционированным, со стороны общей сети.

Наиболее идеальные On-Line ИБП делают до четырех различных преобразований:

• переменное напряжение сети - в постоянное;
• постоянное - в постоянное напряжение, формируемое в промежуточной шине;
• напряжения аккумуляторов в напряжение промежуточной шины;
• напряжения промежуточной шины - в переменное напряжение на выходе.

ИБП подобного типа обеспечены фильтрами на входе и выходе, разделительными трансформаторами. Они допускают широкий диапазон колебаний напряжения на входе без забора мощности аккумуляторов. Кроме этого, уменьшением мощности нагрузки можно снизить минимальный уровень напряжения перемещения на питание от аккумуляторов (до 120 В), что значительно для хорошей работы в сети с системно сниженным напряжением. Современные On-Line системы могут функционировать в виде преобразователей частоты для питания аппаратуры, не отвечающей отечественным стандартам, например, 60 Гц. Для нормирования степени защиты электронного оборудования созданы тесты, которые представляют модели сетевых процессов и разрешают определить степень защиты нагрузки. Тест может происходить по специфике Института Инженеров-электриков IEEE-587. Каждой категории защиты отвечают конкретные условия теста .

Александр Баринов

http://reserve-energy.ru